6KV主配电装置绝缘防护的技术改造

摘要〕  加强电气设备的绝缘是一个长期而艰巨的课题。热缩绝缘材料在电气绝缘方面有卓越的优越性。广州石化6KV主配电装置采用热缩材料加强绝缘，对防小动物、防污秽闪烙、防止电气设备突然短路有独特的效果，并且热缩材料在电气领域的应用前景十分广阔，应该大力推广。

〔关键词〕 绝缘防护  改造  配电装置

一、        问题的提出

广州石化总厂的6KV主配电装置是总厂内各个化工装置的总配电站，总厂范围内的所有电源和所有负荷全部由该变电所直接配出。该变电所于1989年投产，在电气绝缘方面存有以下几个不足之处：

（1）    开关柜结构型式不合理，为敞开式。主母线连接电抗器的分支母线、主变和发电机母线桥全部裸露在空气中，整个配电装置带电母线的暴露率在70％以上；防灰尘、防小动物、防闪烙的抵抗能力是非常脆弱的。

（2）    开关柜的制造质量不过关，选用的电瓷瓶和电流互感器绝缘强度不够，时有闪烙现象。

（3）    由于石油化工生产的连续性，不允许有计划的停电检修，有些部位留下长期没有检查维修的死角。

由于存在以上种种弊端，给6KV主配电装置的运行、维护提出严峻的挑战，总厂安全平稳供电也受到危胁。如何加强6KV配电装置的绝缘，提高供电网络运行的可靠性，是摆在我们面前急需解决的难题。

二、        提高6KV配电装置绝缘强度的几种途径的比较

解决电气设备绝缘薄弱环节，是我们一直追求的目标。国家曾明确下达文件，对老式开关柜要求增加绝缘措施。主要内容是进行全工况改造（全隔离、全封闭）。推荐的方法是：开关柜之间将主母线分割开来，加装穿墙套管；原来敞开的开关柜用SMC绝缘板全部密封，支撑瓷瓶更换成大爬距瓷瓶；电流互感器更换成全工况等。上述改造方法实施起来难度较大，需要改动开关柜内的所有部件，在石化企业的核心部位来实施，简直是不可能的，因为不可能安排全停电来交付改造，并且电抗器的分支母线和主变母线桥，发电机母线等裸露母线无法防护。

第二种方法是全部更换成新型高压开关柜。目前国内生产的GSG双母线柜对绝缘水平提高的幅度不大；而最主要的原因是费用问题，以每台开关柜20万元计，主6KV70台开关柜，需资金1400万元，这是企业难以承受的，并且对于分支母线等裸露母线同样无法防护。

第三种方法是采用辐照热缩绝缘材料。

简单讲，这种方法是采用经辐照交联后具有的记忆效应的热缩材料制成的管材或带材，套或缠绕在裸露的金属母线上，再用加热手段，使之与金属母排紧密结合，达到带电体与空气绝缘的目的，也加强了电气设备对地和相间的绝缘。它最大特点是施工方法简单，适应性强几乎适合所有带电部位的覆盖，是全面提高绝缘措施最有效的手段，并且投资也比较节省。

提高绝缘强度的三种途径比较表

三、        辐照热缩材料的性能和特点

多相聚合物辐射交联热缩产品是以聚烯烃为基材，添加其它高聚物和填料，经混炼、成型、辐照、扩张和涂胶后制成的热缩产品。它是一种具有“弹性记忆”效应的新型高分子绝缘材料。经过放射线辐照在其内部引发三维网络交联结构，因而具有一种热态情况下的类橡胶性。经辐照扩张定型后的产品，再度加热时能迅速恢复到初始状态，并将初防护的金属导体紧紧包裹住。

根据现场实际的需要，热缩材料可以制成MPG热缩套管，FJRD复合绝缘热缩带，HSCE爬距增长器，以及特殊部位绝缘防护盒。所有材料全部为阻燃材料。

辐照热缩材料的各种电气技术性能指标比较优越（见表2）。完全符合电气设备所需的各项指标。

表2

另外，通过温升试验，证明该种热缩材料有较好的散热性能。母排覆盖热缩材料后的温度比裸露母排的温度在相同条件下更低。分析原因有二，一是热缩材料比空气的导热系数大，有利于散热；二是覆盖热缩材料后，散热面积增加，在相同条件下，更利于温度的传导。

四、6KV主配电装置绝缘防护的改造过程

广州石油化工总厂6KV主配电装置是该厂总开关站，是配电系统的枢纽中心，所有的电源（四台发电机和两台主变压器）和负荷全部该配电装置承担，配电装置采用双平线的接线方式，共70面柜，分三层布置，8m层为开关柜，4.5m为配电电抗器，0m为出线电缆。另外还有户外主变母线桥和发电机母线桥及出线间，主母线和母线桥3×（100×10）mm，开关柜为GSG型前后布置。

该配电装置于1989年12月投产，由于开关柜产品制造的质量较差，特别是支撑瓷瓶和穿芯CT的绝缘性能比较差，柜顶主线线和电抗器层的分支母线与发电机出线间母线全部裸露在外。1995年7月10日在6KV发生一起由于开关柜绝缘下降而导臻的三相短路严重事故，造成全厂停产，因此提高配电装置的电气绝缘强度成为日益紧迫的问题。

采用热缩材料对配电装置进行绝缘防护是一种行之有效的手段。它具有投资省、减少面积、见效快的特点，对防小动物、防灰尘、防瓷瓶污闪和异物搭接及人身触电有独到的效果。长春热缩（CIAC）是国内最早研究此技术的单位，其材料的各种性能在我国也是最好的。经过广泛的调查和比较，我厂决定选用长春热缩（CIAC）的产品。1997年10月到11月，长春热缩材料有限公司的施工人员，对6KV主配电装置进行绝缘防护的施工，包括ⅠⅡⅢ段主母线，开关柜和电抗器的分支母线，发电机母线桥、主变高低压出线等部位，11月工程全部完工。

在每段母线或每个开关改造完成后，试验人员对其进行交流耐压试验（12KV/1min），未发现不合格的情况，全部改造完成后，设备投入正常运行至今，我们对所有接头部位的温升进行复查，没有发现温度升高的现象。这次改造过程中，施工人员认真听取甲方质检人员的意见，不断改进，使绝缘防护的部位比较合理，外形美观。

五、        结束语

广州石化6KV主配电装置绝缘防护改造工程是非常成功的。从连续四个多月来的运行情况来看，各防护部位运行正常，特别是在最近一次运行人员严重错误操作事故中，热缩材料起到了较好的绝缘防护作用，将比较严重的短路故障隔离在本柜以内，避免了类似7.18事故时连续损坏三个柜的情况，为事故的抢修和恢复争取了宝贵的时间。

辐照热缩材料，以其优越的性能，在电气领域崭露头角。它对于加强电气设备的绝缘，防止电气污闪，防小动物短路，防异物搭接造成短等诸方面显示出强大的优势。作为一种新型材料，在电气方面的应用应该不仅局限于开关柜，它在处理局部绝缘方面，如架空线对地距离不足、低压母排缩小安装空间、母线到户内的进出口引线等方面将发挥更大的作用。